JPH10299722A - 油圧回路の作動油寿命検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧回路の作動油中の添加剤の変化を基に作
動油の寿命を高精度に検出して、作動油の無駄な交換を
防止できるようにする。 【解決手段】 酸価と塩基価とで評価しうるベースオイ
ル成分に所要の添加剤を添加され且つ不溶解異物を含有
しうる作動油を貯溜する作動油タンク１１と、この作動
油タンク１１内の作動油を吸引流路１５Ｂを介して所定
の圧油として吐出供給する油圧ポンプ１２とを有する油
圧回路２において、作動油中の添加剤を検出する添加剤
センサ１７Ａ〜１７Ｃと、添加剤センサ１７Ａ〜１７Ｃ
での検出結果に基づいて作動油の寿命を検出する作動油
寿命検出手段１９とをそなえるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧回路の作動油
寿命検出装置に関し、特に、油圧ショベルなどの建設機
械の油圧回路に用いられている作動油の寿命を検出する
のに好適な、油圧回路の作動油寿命検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は一般的な建設機械としての油圧シ
ョベルの一例を示す図で、この図５に示すように、通
常、油圧ショベルは、無限軌条部５００Ａを有する下部
走行体５００上に、運転操作室（キャビン）６００付き
の上部旋回体１００をそなえており、さらにこの上部旋
回体１００に、ブーム２００，スティック３００，バケ
ット４００からなる関節式アーム機構を装備した構成と
なっている。

【０００３】そして、この油圧ショベルには、ブーム２
００のための油圧シリンダ１２０，スティック３００の
ための油圧シリンダ１２１，バケット４００のための油
圧シリンダ１２２が装備されるとともに、少なくとも、
これらの各油圧シリンダ１２０〜１２２のための油圧回
路（図示略）が設けられており、この油圧回路内の制御
弁をオペレータの操作に応じて電子制御して油圧シリン
ダ１２０〜１２２への作動油の供給量（油圧）を適宜変
更することにより、油圧シリンダ１２０〜１２２の伸縮
変位量が変化してブーム２００，スティック３００，バ
ケット４００がそれぞれ駆動されるようになっている。

【０００４】ところで、上記の油圧回路の作動油は、周
知のように、使用を継続するにつれてその品質が劣化し
てしまうので、一定期間毎に交換する必要がある。この
ため、近年では、油圧回路の作動油の寿命を正確に検出
できるようにすることが望まれてきている。そこで、従
来より、作動油中のベースオイル成分の変化から作動油
の寿命を検出（判断）できるようにすることが考えられ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように作動油の寿命を作動油中のベースオイル成分の変
化から判断するのは非常に不正確で、作動油の無駄な交
換が生じてしまう可能性がある。本発明は、このような
課題に鑑み創案されたもので、作動油中の添加剤の変化
を基に作動油の寿命を高精度に検出して、作動油の無駄
な交換を防止できるようにした、油圧回路の作動油寿命
検出装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の油圧
回路の作動油寿命検出装置は、酸価と塩基価とで評価し
うるベースオイル成分に所要の添加剤を添加され且つ不
溶解異物を含有しうる作動油を貯溜する作動油タンク
と、この作動油タンク内の作動油を吸引流路を介して所
定の圧油として吐出供給する油圧ポンプとを有する油圧
回路において、作動油中の添加剤を検出する添加剤セン
サと、この添加剤センサでの検出結果に基づいて作動油
の寿命を検出する作動油寿命検出手段とをそなえて構成
されたことを特徴としている。

【０００７】上述の構成により、本発明の油圧回路の作
動油寿命検出装置では、作動油の寿命に応じて作動油中
の添加剤の割合が変化することから、作動油中の添加剤
を上記の添加剤センサによって検出することで、その検
出結果に基づいて作動油の寿命を作動油寿命検出手段に
て検出することができるので、作動油の寿命を簡便に検
出・判断することができる（請求項１）。

【０００８】なお、上述の作動油寿命検出装置は、上記
の添加剤センサに加えて、作動油中のベースオイル成分
の酸価，塩基価を検出する酸価・塩基価センサと、作動
油中の不溶解異物を検出する不溶解異物センサとをそな
え、且つ、上述の作動油寿命検出手段が、上記の添加剤
センサ，酸価・塩基価センサ及び不溶解異物センサでの
検出結果に基づいて作動油の寿命を検出するように構成
すれば、作動油中の添加剤，ベースオイル成分の酸価，
塩基価および不溶解異物という作動油の寿命に応じて変
化する複数の要素を基に作動油の寿命を検出することが
できる（請求項２）。

【０００９】また、上記の添加剤センサは、作動油中の
耐酸化剤を検出する耐酸化剤センサと、作動油中の耐磨
耗剤を検出する耐磨耗剤センサと、作動油中の防錆剤を
検出する防錆剤センサとを含んで構成すれば、よりきめ
細かく作動油中の添加剤（耐酸化剤，耐磨耗剤，防錆
剤）の割合変化を検出することが可能になる（請求項
３）。

【００１０】さらに、上記の酸価・塩基価センサは、作
動油中のベースオイル成分の全酸価を検出する全酸価セ
ンサと、作動油中のベースオイル成分の全塩基を検出す
る全塩基センサとを含んで構成すれば、ベースオイル成
分の酸価変化と塩基価変化とをそれぞれ確実に検出する
ことが可能になる（請求項４）。また、上記の不溶解異
物センサは、作動油中の水分を含む不溶解異物を検出す
るセンサとして構成すれば、作動油中の水分や金属など
の不溶解異物の割合変化を確実に検出することができる
（請求項５）。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
の形態について説明する。図１は本発明の一実施形態と
しての油圧回路の作動油寿命検出装置を装備する油圧シ
ョベルを模式的に示す図で、この図１に示すように、本
実施形態にかかる油圧ショベルは、左右に無限軌条部５
００Ａを有する下部走行体５００上に、運転操作室６０
０付き上部旋回体（建設機械本体）１００が水平面内で
回転自在に設けられた構成となっている。

【００１２】そして、この上部旋回体１００に対して、
一端が回動可能に接続されるブーム（アーム部材）２０
０が設けられ、更にブーム２００に対して、一端が関節
部を介して回動可能に接続されるスティック（アーム部
材）３００が設けられている。さらに、スティック３０
０に対して、一端が関節部を介して回動可能に接続さ
れ、先端が地面を掘削し内部に土砂を収容可能なバケッ
ト（作業部材）４００がが設けられている。なお、図１
において符号１１２で示すものはバケット４００の歯先
である。

【００１３】このように、ブーム２００，スティック３
００，バケット４００で、上部旋回体１００に一端部を
枢着され他端側にバケット４００を有するとともに、関
節部を介して相互に接続された一対のアーム部材として
のブーム２００，スティック３００を少なくとも有する
関節式アーム機構が構成される。また、ブーム油圧シリ
ンダ１２０，スティック油圧シリンダ１２１，バケット
油圧シリンダ１２２（以下、ブーム油圧シリンダ１２０
をブームシリンダ１２０又は単にシリンダ１２０という
ことがあり、スティック油圧シリンダ１２１をスティッ
クシリンダ１２１又は単にシリンダ１２１ということが
あり、バケット油圧シリンダ１２２をバケットシリンダ
１２２又は単にシリンダ１２２ということがある）が設
けられている。

【００１４】ここで、ブームシリンダ１２０は、上部旋
回体１００に対して一端が回動可能に接続されるととも
に、ブーム２００に対して他の一端が回動可能に接続さ
れ、即ち上部旋回体１００とブーム２００との間に介装
されて、端部間の距離が伸縮することにより、ブーム２
００を上部旋回体１００に対して回動させることができ
るものである。

【００１５】また、スティックシリンダ１２１は、ブー
ム２００に対して一端が回動可能に接続されるととも
に、スティック３００に対して他の一端が回動可能に接
続され、即ちブーム２００とスティック３００との間に
介装されて、端部間の距離が伸縮することにより、ステ
ィック３００をブーム２００に対して回動させることが
できるものである。

【００１６】さらに、バケットシリンダ１２２は、ステ
ィック３００に対して一端が回動可能に接続されるとと
もに、バケット４００に対して他の一端が回動可能に接
続され、即ちスティック３００とバケット４００との間
に介装されて、端部間の距離が伸縮することにより、バ
ケット４００をスティック３００に対して回動させるこ
とができるものである。なお、バケット油圧シリンダ１
２２の先端部には、リンク機構１３０が設けられてい
る。

【００１７】なお、図示しないが、左右の無限軌条部５
００Ａをそれぞれ駆動する油圧モータや、上部旋回体１
００を旋回駆動する旋回モータも設けられている。そし
て、図２に示すように、上述の油圧ショベルには、少な
くとも、シリンダ１２０〜１２２や上記の旋回モータ１
２３のための油圧回路２が設けられており、さらに、こ
の油圧回路２には、作動油タンク１１，エンジン（ディ
ーゼルエンジン）Ｅによって駆動される油圧ポンプ１
２，コントロールバルブ（３方切り替え弁）１３Ａ〜１
３Ｄ等が介装されている。

【００１８】ここで、作動油タンク１１は、作動油を貯
溜するものであり、油圧ポンプ１２は、この作動油タン
ク１１内の作動油を所定の圧油として吐出供給するもの
で、ここでは、ピストン型可変容量ポンプとして構成さ
れており、ポンプ１２内に設けられたピストン（図示
略）のストローク量を変更することで作動油の流量制御
が可能になっている。即ち、上記ピストンの一端を斜板
（クリーププレート：図示略）に当接するように構成
し、この斜板の傾き（傾転角）を変更することでピスト
ンのストローク量を変更してポンプ１２の吐出量を変更
するようになっている。

【００１９】また、コントロールバルブ１３Ａ〜１３Ｄ
は、シリンダ１２０〜１２２，旋回モータ１２３への作
動油の供給方向を切り替えてシリンダ１２０〜１２２の
伸縮、旋回モータ１２３の回転方向を制御するためのも
ので、ここでは、それぞれ中立位置から図２中に示す矢
印Ｂ方向に切り替えられると、シリンダ１２０〜１２２
については、内室１２４に作動油が供給されるとともに
内室１２５から作動油が抜かれてシリンダ１２０が伸び
る一方、矢印Ａ方向に切り替えられると、内室１２５に
作動油が供給されるとともに内室１２４から作動油が抜
かれてシリンダ１２０が縮むようになっており、旋回モ
ータ１２３については、矢印Ａ，Ｂ方向の切り替えに応
じてその回転方向が逆転するようになっている。

【００２０】なお、これらの各コントロールバルブ１３
Ａ〜１３Ｄの切り替え制御は、いずれも、上部旋回体１
００内に設けられたコントローラ１によって行なわれる
が、コントローラ１では、オペレータが運転操作室６０
０内のブーム／バケット操作レバー６，スティック／旋
回操作レバー８を操作することにより得られる操作情報
に基づいてコントロールバルブ１３Ａ〜１３Ｄのための
切り替え制御信号を生成して、各コントロールバルブ１
３Ａ〜１３Ｄにそれぞれ切り替え制御信号を供給するよ
うになっている。

【００２１】さらに、図２に示すように、この油圧回路
２には、作動油タンク１１へのリターンライン１５Ａと
連通可能なリリーフバルブ１４が油圧ポンプ１２の吐出
口側に設けられており、油圧ポンプ１２の吐出圧が所定
圧力よりも高くなると、このリリーフバルブ２０が開い
てポンプ１２により加圧された作動油がタンク１１に戻
されるようになっている。

【００２２】ところで、通常、上記の作動油には、ベー
スオイル成分に耐酸化剤，耐磨耗剤，防錆剤などの高分
子添加剤を添加したものが使用されるが、この作動油
は、使用を継続するにつれて、当然、その品質が劣化し
てくる。このため、上記作動油はその品質がある程度劣
化してくる（寿命になる）と新しいものに交換する必要
がある。

【００２３】この交換時期（作動油の寿命）は、上記の
ベースオイル成分の酸価，塩基価や作動油中の上記添加
剤の量（割合）のほか、シリンダ１２０〜１２２，旋回
モータ１２３，油圧ポンプ１２など油圧回路２内の可動
部分の内部摩擦により作動油に含まれうる金属粉や、シ
リンダ１２０〜１２２のロッドシール部分を通じて外界
から侵入しうる水分などの不溶解異物の量をみることで
判断することができる。

【００２４】即ち、作動油はその品質が劣化してくる
と、ベースオイル成分の酸価，塩基価と不溶解異物の量
がそれぞれ増加する一方、上記添加剤の量が減少する傾
向にある。そこで、本実施形態では、これらの作動油の
寿命に関する情報（以下、寿命情報という）を全てみて
作動油の寿命を検出すべく、図１，図２に示すように、
上述の油圧回路２に、作動油寿命検出装置１６を設けて
いる。

【００２５】そして、図２に示すように、本実施形態の
作動油寿命検出装置（以下、単に「検出装置」というこ
とがある）１６は、センサ群１７，Ａ／Ｄ（アナログ／
ディジタル）変換器１８，作動油劣化度判別回路１９及
び作動油寿命表示手段２０をそなえて構成されている。
ここで、センサ群（検出手段）１７は、上記の寿命情報
として、作動油中の上記添加剤（耐酸化剤，耐磨耗剤，
防錆剤），ベースオイル成分（酸価，塩基価），不溶解
異物（金属粉，水分）をそれぞれ検出するもので、この
ために、下記〜に示す機能を有するセンサ１７Ａ〜
１７Ｇから構成されている。

【００２６】作動油中の耐酸価剤を検出する耐酸化剤
センサ１７Ａ 作動油中の耐磨耗剤を検出する耐磨耗剤センサ１７Ｂ 作動油中の防錆剤を検出する防錆剤センサ１７Ｃ 作動油中のベースオイル成分の全酸価値を検出する全
酸価センサ１７Ｄ 作動油中のベースオイル成分の全塩基価値を検出する
全塩基価センサ１７Ｅ 作動油中の不溶解異物（金属粉）を検出する金属粉セ
ンサ１７Ｆ 作動油中の不溶解異物（水分）を検出する水分センサ
１７Ｇ つまり、上述のセンサ群１７は、作動油中の添加剤を検
出する添加剤センサ（第１センサ）として上記〜に
示すセンサ１７Ａ〜１７Ｃを有し、作動油中のベースオ
イル成分の酸価，塩基価を検出する酸価・塩基価センサ
（第２センサ）として上記，に示すセンサ１７Ｄ，
１７Ｅを有し、作動油中の不溶解異物を検出する不溶解
異物センサ（第３センサ）として上記，に示すセン
サ１７Ｆ，１７Ｇを有している。

【００２７】これにより、このセンサ群１７は、作動油
中の添加剤（耐酸化剤，耐磨耗剤，防錆剤），ベースオ
イル成分の酸価値，塩基価値および不溶解異物という作
動油の寿命に応じてその量や値が変化する要素を寿命情
報としてきめ細かく確実に検出することが可能になる。
なお、上記の各センサ１７Ａ〜１７Ｇは、本実施形態で
は、いずれも、低圧油路部分である作動油タンク１１か
ら油圧ポンプ１２へ至る吸引流路（ポンプサクションラ
イン）１５Ｂ上に縦列的に配設されており、これによ
り、各センサ１７Ａ〜１７Ｇは、ポンプサクションライ
ン１５Ｂを通る作動油、即ち、一旦、作動油タンク１１
に貯留されることによりその油圧を低くせしめられ圧状
態の安定した作動油に対して、それぞれ、自己以外の他
のセンサと同等の検出条件で（同じポンプサクションラ
イン１５Ｂを通る作動油に対して）、上記の検出（セン
シング）処理を行なうことが可能になっている。

【００２８】また、図２において、Ａ／Ｄ変換器１８
は、それぞれ、対応するセンサ１７Ａ〜１７Ｇで検出さ
れた作動油の寿命情報（アナログ信号）をディジタル信
号にＡ／Ｄ変換するものであり、作動油劣化度判別回路
（作動油寿命検出手段）１９は、これらの各Ａ／Ｄ変換
器１８においてＡ／Ｄ変換された各センサ１７Ａ〜１７
Ｇでの検出結果（作動油の寿命情報）に基づいて作動油
の寿命を検出するもので、ここでは、各センサ１７Ａ〜
１７Ｇでの検出結果毎に作動油についての寿命の評価を
し、各評価結果を総合的に判定することにより、作動油
が寿命となったかどうかを検出するようになっている。

【００２９】このため、具体的に、上記の作動油劣化度
判別回路１９は、例えば図３に示すように、閾値設定部
１９１Ａ〜１９１Ｇ，比較部１９２Ａ〜１９２Ｇおよび
ＯＲ回路（論理和回路）１９３を有して構成されてい
る。ここで、閾値設定部１９１Ａは、作動油中の添加剤
（耐酸化剤）の量についての閾値を設定しておくもので
あり、閾値設定部１９１Ｂは、作動油中の添加剤（耐磨
耗剤）の量についての閾値を設定しておくものであり、
閾値設定部１９１Ｃは、作動油中の添加剤（防錆剤）の
量についての閾値を設定しておくものである。

【００３０】また、閾値設定部１９１Ｄは、作動油中の
ベースオイル成分の全酸価値についての閾値を設定して
おくものであり、閾値設定部１９１Ｅは、作動油中のベ
ースオイル成分の全塩基価についての閾値を設定してお
くものであり、閾値設定部１９１Ｆは、作動油中の金属
粉の量についての閾値を設定しておくものであり、閾値
設定部１９１Ｇは、作動油中の水分量についての閾値を
設定しておくものである。

【００３１】さらに、比較部１９２Ａ〜１９２Ｃは、そ
れぞれ、対応する添加剤センサ１７Ａ〜１７Ｃでの検出
結果と対応する閾値設定部１９１Ａ〜１９１Ｃに設定さ
れた閾値とを比較するもので、ここでは、添加剤センサ
１７Ａ〜１７Ｃでの検出結果のいずれかが閾値を下回る
〔つまり、作動油中の添加剤の量が閾値を下回る〕と、
作動油が寿命となったものとしてその旨を評価結果（Ｈ
パルス）として出力するようになっている。

【００３２】また、比較部１９２Ｄ，１９２Ｅは、それ
ぞれ、対応する酸価・塩基価センサ１７Ｄ，１７Ｄでの
検出結果と対応する閾値設定部１９１Ｄ，１９１Ｅに設
定された閾値とを比較するもので、ここでは、センサ１
７Ｄ，１７Ｅでの検出結果が閾値を超える〔つまり、作
動油中のベースオイル成分の酸価値，塩基価値が閾値を
超える〕と、作動油が寿命となったものとしてその旨を
評価結果（Ｈパルス）として出力するようになってい
る。

【００３３】さらに、比較部１９２Ｆ，１９２Ｇは、そ
れぞれ、対応する不溶解異物センサ１７Ｆ，１７Ｇでの
検出結果と対応する閾値設定部１９１Ｆ，１９１Ｇに設
定された閾値とを比較するもので、ここでは、センサ１
７Ｆ，１７Ｇでの検出結果が閾値を超える〔つまり、作
動油中の不溶解異物（金属粉，水分）の量が閾値を超え
る〕と、作動油が寿命となったものとしてその旨を評価
結果（Ｈパルス）として出力するようになっている。

【００３４】つまり、上記の比較部１９２Ａ〜１９２Ｃ
は、添加剤センサ１７Ａ〜１７Ｃでの検出結果と閾値設
定部１９１Ａ〜１９１Ｃの閾値（第１閾値）とを比較し
て作動油についての寿命の第１の評価結果を出力する第
１比較部としての機能を果たしており、上記の比較部１
９２Ｄ，１９２Ｅは、酸価・塩基価センサ１７Ｄ，１７
Ｅでの検出結果と閾値設定部１９１Ｄ，１９１Ｅの閾値
（第２閾値）とを比較して作動油についての寿命の第２
の評価結果を出力する第２比較部としての機能を果たし
ており、上記の比較部１９２Ｆ，１９２Ｇは、上記の不
溶解異物センサ１７Ｆ，１７Ｇでの検出結果と閾値設定
部１９２Ｆ，１９２Ｇの閾値（第３閾値）とを比較して
作動油についての寿命の第３の評価結果を出力する第３
比較部としての機能を果たしている。

【００３５】なお、上記の閾値設定部１９１Ａ〜１９１
Ｇの各閾値（第１閾値，第２閾値及び第３閾値）は、外
部から変更しうる変更可能な値として設定することが可
能になっており、例えば、油圧ショベルのオペレータ
が、適宜、使用する作動油の種別を変更した時などに作
動油の寿命判定条件を調整したり変更したりできるよう
になっている。

【００３６】また、上記のＯＲ回路（判定部）１９３
は、上記の各比較部１９２Ａ〜１９２Ｇの出力の論理和
をとることにより、各比較部１９２Ａ〜１９２Ｇ（第１
比較部，第２比較部，第３比較部）のいずれかからＨパ
ルスが出力されると、作動油が寿命となったと判定して
Ｈパルスを出力するものである。つまり、上述の作動油
劣化度判別回路１９は、添加剤センサ１７Ａ〜１７Ｃ，
酸価・塩基価センサ１７Ｄ，１７Ｅ及び不溶解異物セン
サ１７Ｆ，１７Ｇでの検出結果に基づく作動油について
の寿命の評価結果のいずれかが作動油が寿命となったこ
とを示すと、作動油が寿命となったと判定するようにな
っているのである。

【００３７】さらに、図２において、作動油寿命表示手
段２０は、上述の作動油劣化度判別回路１９での検出
（判定）結果に応じて作動油の寿命に関する表示を行な
うもので、本実施形態では、運転操作室６００内に設け
られているモニタ１０がこの機能を兼用している。即
ち、モニタ１０は、例えば図４に示すように、モニタパ
ネル１０Ａ上に、エンジン冷却水温表示部１０１，燃料
表示部１０２，キャラクタディスプレイ１０３，作動油
温度表示部１０４，各種警報インジケータ１０５〜１０
９の他に、上記作動油寿命表示手段２０としての作動油
寿命警報インジケータ１１０が配置された構成となって
おり、上述の判別回路１９にて作動油が寿命となったと
判定されると、このインジケータ１１０が点灯又は点滅
するなどして、作動油が寿命になったことをオペレータ
に通報するようになっている。

【００３８】なお、上記の警報インジケータ１０５はバ
ッテリの残量が少なくなってきたとき、警報インジケー
タ１０６はエンジン冷却水の温度が所定温度よりも高く
なったとき、警報インジケータ１０７は作動油の温度が
所定温度よりも高くなったとき、警報インジケータ１０
８は、エンジンオイルの圧力が所定値よりも高くなった
とき、警報インジケータ１０９はコントローラ１に異常
が発生したときに、それぞれ、点灯あるいは点滅するな
どしてオペレータに異常を通報するようになっている。

【００３９】以下、上述のごとく構成された本実施形態
の油圧回路２の作動油寿命検出装置１６の動作について
説明する。まず、検出装置１６は、センサ群１７を構成
する各センサ１７Ａ〜１７Ｇによって、それぞれ、ポン
プサクションライン１５Ｂを通る作動油に対して、添加
剤（耐酸化剤，耐磨耗剤，防錆剤），ベースオイル成分
の酸価値，塩基価値，不溶解異物の各種寿命情報の検出
を行なう。

【００４０】このとき、各センサ１７Ａ〜１７Ｇは、ポ
ンプサクションライン１５Ｂを通る作動油、即ち、一
旦、作動油タンク１１に貯留されることによりその油圧
を低くせしめられ圧状態の安定した作動油に対して上記
の検出処理を行なっているので、常に、安定して各種寿
命情報を得ることができる。また、各センサ１７Ａ〜１
７Ｇは、ポンプサクションライン１５Ｂ上に縦列的に配
設されているので、それぞれ、同じポンプサクションラ
イン１５Ｂを通る作動油に対して上記の検出処理を行な
うことになり、自己以外の他のセンサと同等の検出条件
で各種寿命情報を得ることができる。

【００４１】そして、上述のごとく各センサ１７Ａ〜１
７Ｇで得られた各寿命情報は、それぞれ対応するＡ／Ｄ
変換器１８にてＡ／Ｄ変換されたのち、作動油劣化度判
別回路１９へ出力される。作動油劣化度判別回路１９で
は、各Ａ／Ｄ変換器１８でＡ／Ｄ変換された各センサ１
７Ａ〜１７Ｇでの検出結果（寿命情報）毎に作動油につ
いての寿命の評価を行ない、各評価結果を総合的に判定
することにより、作動油が寿命となったかどうかを判定
する。

【００４２】即ち、各センサ１７Ａ〜１７Ｇでの検出結
果（寿命情報）と各閾値設定部１９１Ａ〜１９１Ｇの各
閾値とがそれぞれ対応する比較部１９２Ａ〜１９２Ｇに
て比較され、作動油中の耐酸化剤，耐磨耗剤，防錆剤の
いずれか（あるいは複数）の量が閾値を下回っていると
対応する比較部１９２Ａ〜１９２ＣからＨパルスが評価
結果として出力される。

【００４３】同様に、作動油中のベースオイル成分の酸
価値，塩基価値のいずれか（あるいは両方）が閾値を超
えていると対応する比較部１９２Ｄ，１９２ＥからＨパ
ルスが評価結果として出力され、作動油中の不溶解異物
（金属分，水分）のいずれか（あるいは両方）の量が閾
値を超えていると対応する比較部１９２Ｆ，比較部１９
２ＧからＨパルスが評価結果として出力される。

【００４４】この結果、上記の比較部１９２Ａ〜１９２
Ｇの出力が１つでもＨレベルとなると、ＯＲ回路１９３
の出力がＨレベルとなるので、モニタパネル１０Ａの作
動油寿命警報インジケータ１１０が点灯あるいは点滅し
て、作動油が寿命となったことがオペレータに通報され
る。これにより、オペレータは、作動油の交換時期を正
確に認識することができ、品質の劣化した作動油を継続
して使用することによる油圧ショベルへの悪影響を極め
て効果的に防止することができる。

【００４５】以上のように、本実施形態における油圧回
路２の作動油寿命検出装置１６によれば、低圧油路部分
であるポンプサクションライン１５Ｂを通る油圧の安定
した作動油から作動油中の添加剤（耐酸化剤，耐磨耗
剤，防錆剤），ベースオイル成分の酸価値，塩基価値，
不溶解異物という複数の作動油寿命情報をきめ細かく検
出し、その検出結果に基づいて作動油の寿命を検出（判
定）するので、常に、作動油の寿命を安定して、且つ、
高精度（緻密）に検出することができる。

【００４６】また、本実施形態では、各センサ１７Ａ〜
１７Ｇが、それぞれ、ポンプサクションライン１５Ｂ上
に縦列的に配設されているので、各センサ１７Ａ〜１７
Ｇは、同じポンプサクションライン１５Ｂを通る作動油
に対して上記の検出処理を行なうことができる。従っ
て、各センサ１７Ａ〜１７Ｇは、自己以外の他のセンサ
と同等の検出条件で上記寿命情報を得ることができ、作
動油の寿命検出結果の信頼性，正確性も大幅に向上して
いる。

【００４７】さらに、上述の実施形態では、上記判別回
路１９の閾値設定部１９１Ａ〜１９１Ｇ，比較部１９２
Ａ〜１９２Ｇによって、各センサ１７Ａ〜１７Ｇでの検
出結果毎に作動油の寿命を評価し、ＯＲ回路１９３にて
各評価結果を総合的に判定することにより、作動油が寿
命となったかどうかを検出しているので、極めて正確
に、作動油の寿命を検出することができ、さらにその検
出結果の信頼性も大幅に向上している。

【００４８】このとき、判別回路１９では、添加剤セン
サ１７Ａ〜１７Ｃ，酸価・塩基価センサ１７Ｄ，１７Ｅ
及び不溶解異物センサ１７Ｆ，１７Ｇでの検出結果に基
づく作動油についての寿命の評価結果のいずれかが作動
油が寿命となったことを示すと、作動油が寿命となった
と判定するので、早い段階で、作動油が寿命となったこ
とを検出することができ、作動油の寿命の検出感度も大
幅に向上している。

【００４９】さらに、上記の各閾値は、いずれも、使用
する作動油の種別を変更した時などに、オペレータによ
り外部から変更しうる変更可能な値として設定できるの
で、適宜、作動油の寿命判定条件を調整したり変更した
りすることが可能になり、本検出装置１６の柔軟性，汎
用性にも大いに寄与している。なお、上述した実施形態
では、作動油の寿命情報として、センサ群１７（センサ
１７Ａ〜１７Ｇ）により、大別して３種類の情報（作動
油中のベースオイル成分の酸価，塩基価，作動油中の添
加剤，作動油中の不溶解異物）を全て詳細に検出するよ
うにしているが、これらのうちの１種類（例えば、作動
油中の添加剤）、あるいは、２種類のみを検出するよう
にしてもよく、この場合は、より簡素な構成で、上述と
同様の作用効果を得ることができる。

【００５０】さらに、上述した実施形態では、作動油に
添加される添加剤として、耐酸化剤，耐磨耗剤，防錆剤
の各高分子添加剤を例にして説明したが、これら以外の
他の添加剤が添加される場合も、その添加剤を検出する
センサをセンサ群１７として設ければ、上述と同様の作
用効果を得ることができる。また、上述した実施形態で
は、検出する作動油中の不溶解異物として金属分，水分
を例にして説明したが、これら以外の不溶解異物を検出
するようにしてもよい。

【００５１】さらに、上述した実施形態では、上記の各
センサ１７Ａ〜１７Ｇは、ポンプサクションライン１５
Ｂに縦列的に配設しているが、本発明はこれに限定され
ず、他の配列で配設してもよく、また、ポンプサクショ
ンライン１５Ｂ以外の他の低圧油路部分に設けてもよ
い。さらに、上述した実施形態では、判別回路１９にお
いて、上記３種類の寿命情報についての寿命評価結果の
いずれかが作動油が寿命となったことを示すと、作動油
が寿命となったと判定するようにしているが、次のよう
に作動油の寿命を判定するようにしてもよい。

【００５２】（１）各寿命評価結果に対する多数決判定
を行ない、全寿命評価結果のうち半分以上の評価結果が
作動油が寿命となったことを示すと、作動油が寿命とな
ったと判定する。 （２）各寿命評価結果に重み付けを施して、重み付けの
大きい評価結果が作動油が寿命となったことを示すと、
作動油が寿命となったと判定する。

【００５３】また、上述した実施形態では、上記３種類
の寿命評価結果を総合的に判定して、作動油の寿命を判
定しているが、例えば、各寿命評価結果をそのまま出力
することにより、作動油中の成分毎にその寿命を判定し
うるようにしてもよい。例えば、作動油には、シリンダ
１２０〜１２２の動作時にシリンダ１２０〜１２２のシ
ールリップ部分で異音が発生することを防止するための
高分子添加剤（スティックスリップ防止剤と呼ばれる）
が入れられる場合があるが、通常、この添加剤は、ベー
スオイル成分よりも短時間に高分子が剪断されて劣化し
てしまう。このような場合は、添加剤についての寿命評
価結果から添加剤の寿命を判定して、寿命となった添加
剤のみを新しく作動油に追加してやれば、作動油全てを
交換する必要がなくなり作動油の交換コストの低減に大
いに寄与することとなる。

【００５４】さらに、上述の実施形態では、作動油の寿
命を、モニタパネル１０Ａの作動油寿命警報インジケー
タ１１０の点灯（あるいは点滅）により表示するように
なっているが、図４に示すエンジン冷却水温計１０１や
燃料計１０２と同様に、段階的に表示することも可能で
あるし、他にも種々の表示形態を適用することが可能で
ある。

【００５５】また、上述した実施形態では、エンジンＥ
が、例えばディーゼルエンジンである場合について説明
したが、本発明は、油圧ポンプ１２を駆動することので
きる原動機（各種内燃機関等）であればよく、ディーゼ
ルエンジン等に限定されるものではない。さらに、上述
した実施形態では、本発明を油圧ショベルに適用した場
合について説明しているが、本発明はこれに限定される
ものではなく、トラクタ，ローダ，ブルドーザ等の建設
機械をはじめ、少なくとも油圧回路２（作動油）を使用
したものであれば同様に適用され、いずれの場合におい
ても上述と同様の作用効果を得ることができる。

【００５６】そして、本発明は上述した実施形態に限定
されるものではなく、本発明とその趣旨を逸脱しない範
囲で種々変形して実施することができる。

【００５７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の油圧回路
の作動油寿命検出装置によれば、作動油の寿命に応じて
作動油中の添加剤の割合が変化することから、作動油中
の添加剤を上記の添加剤センサによって検出すること
で、その検出結果に基づいて作動油の寿命を作動油寿命
検出手段にて検出することができるので、作動油の寿命
を簡便に検出・判断することができる。従って、極めて
簡素な構成で、且つ、精度良く、作動油の寿命を検出す
ることができる（請求項１）。

【００５８】なお、上述の作動油寿命検出装置では、作
動油中の添加剤，ベースオイル成分の酸価，塩基価およ
び不溶解異物という作動油の寿命に応じて変化する複数
の要素を基に作動油の寿命を検出することもできるの
で、極めて高精度に、作動油の寿命を検出することがで
きる（請求項２）。また、上述の作動油寿命検出装置で
は、添加剤の中でも、耐酸化剤，耐磨耗剤，防錆剤をそ
れぞれ検出できるようにして、よりきめ細かく作動油中
の添加剤（耐酸化剤，耐磨耗剤，防錆剤）の割合変化を
検出することもできるので、より高精度に且つ緻密に作
動油の寿命を検出することができる（請求項３）。

【００５９】さらに、上述の作動油寿命検出装置では、
作動油中のベースオイル成分の全酸価を検出する全酸価
センサと、作動油中のベースオイル成分の全塩基を検出
する全塩基センサにより、ベースオイル成分の酸価変化
と塩基価変化とをそれぞれ確実に検出することができる
ので、さらに高精度に作動油の寿命を検出することがで
きる（請求項４）。

【００６０】また、上述の作動油寿命検出装置では、作
動油中の水分を含む不溶解異物を検出できるようにする
ことで、作動油中の水分や金属などの不溶解異物の割合
変化を確実に検出することができるので、この場合も、
さらに高精度に作動油の寿命を検出することができる
（請求項５）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としての油圧回路の作動油
寿命検出装置を装備する油圧ショベルを模式的に示す図
である。

【図２】本実施形態にかかる油圧ショベルに適用される
油圧回路の要部の構成を示すブロック図である。

【図３】本実施形態の油圧回路の作動油寿命検出装置に
おける作動油劣化度判別回路の構成を示すブロック図で
ある。

【図４】本実施形態にかかる油圧ショベルに使用される
モニタの一例を示すブロック図である。

【図５】一般的な建設機械としての油圧ショベルの一例
を示す図である。

【符号の説明】

１ コントローラ ２ 油圧回路 ６ ブーム／バケット操作レバー ８ スティック／旋回操作レバー １０ モニタ １０Ａ モニタパネル １１ 作動油タンク １２ 油圧ポンプ １３Ａ〜１３Ｄ コントロールバルブ（３方切り替え
弁） １４ リリーフバルブ １５Ａ リターンライン １５Ｂ ポンプサクションライン（吸引流路，低圧油路
部分） １６ 作動油寿命検出装置 １７ センサ群（検出手段） １７Ａ 耐酸化剤センサ（添加剤センサ，第１センサ） １７Ｂ 耐磨耗剤センサ（添加剤センサ，第１センサ） １７Ｃ 防錆剤センサ（添加剤センサ，第１センサ） １７Ｄ 全酸価センサ（酸価・塩基価センサ，第２セン
サ） １７Ｅ 全塩基価センサ（酸価・塩基価センサ，第２セ
ンサ） １７Ｆ 金属粉センサ（不溶解異物センサ，第３セン
サ） １７Ｇ 水分センサ（不溶解異物センサ，第３センサ） １８ Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器 １９ 作動油劣化度判別回路（作動油寿命検出手段） ２０ 作動油寿命表示手段 １００ 上部旋回体（建設機械本体） １０１ エンジン冷却水温表示部 １０２ 燃料表示部 １０３ キャラクタディスプレイ １０４ 作動油温度表示部 １０５〜１０９ 警報インジケータ １１０ 作動油寿命警報インジケータ １１２ 歯先 １２０ ブーム油圧シリンダ １２１ スティック油圧シリンダ １２２ バケット油圧シリンダ １２３ 旋回モータ １２４，１２５ 内室 １３０ リンク機構 １９１Ａ〜１９１Ｇ 閾値設定部 １９２Ａ〜１９２Ｃ 比較部（第１比較部） １９２Ｄ，１９２Ｅ 比較部（第２比較部） １９２Ｆ，１９２Ｇ 比較部（第３比較部） １９３ ＯＲ回路（論理和回路：判定部） ２００ ブーム ３００ スティック ４００ バケット ５００ 下部走行体 ５００Ａ 無限軌条部 ６００ 運転操作室 Ｅ エンジン（ディーゼルエンジン）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸価と塩基価とで評価しうるベースオイ
   ル成分に所要の添加剤を添加され且つ不溶解異物を含有
   しうる作動油を貯溜する作動油タンクと、該作動油タン
   ク内の該作動油を吸引流路を介して所定の圧油として吐
   出供給する油圧ポンプとを有する油圧回路において、 該作動油中の添加剤を検出する添加剤センサと、 該添加剤センサでの検出結果に基づいて該作動油の寿命
   を検出する作動油寿命検出手段とをそなえて構成された
   ことを特徴とする、油圧回路の作動油寿命検出装置。
2. 【請求項２】 該添加剤センサに加えて、該作動油中の
   ベースオイル成分の酸価，塩基価を検出する酸価・塩基
   価センサと、該作動油中の不溶解異物を検出する不溶解
   異物センサとをそなえ、 且つ、該作動油寿命検出手段が、上記の添加剤センサ，
   酸価・塩基価センサ及び不溶解異物センサでの検出結果
   に基づいて該作動油の寿命を検出するように構成された
   ことを特徴とする、請求項１記載の油圧回路の作動油寿
   命検出装置。
3. 【請求項３】 該添加剤センサが、該作動油中の耐酸化
   剤を検出する耐酸化剤センサと、該作動油中の耐磨耗剤
   を検出する耐磨耗剤センサと、該作動油中の防錆剤を検
   出する防錆剤センサとを含んで構成されたことを特徴と
   する、請求項１または請求項２に記載の油圧回路の作動
   油寿命検出装置。
4. 【請求項４】 該酸価・塩基価センサが、該作動油中の
   ベースオイル成分の全酸価を検出する全酸価センサと、
   該作動油中のベースオイル成分の全塩基を検出する全塩
   基センサとを含んで構成されたことを特徴とする、請求
   項２記載の油圧回路の作動油寿命検出装置。
5. 【請求項５】 該不溶解異物センサが、該作動油中の水
   分を含む不溶解異物を検出するセンサとして構成されて
   いることを特徴とする、請求項２記載の油圧回路の作動
   油寿命検出装置。